JPH06281918A

JPH06281918A - プラズマ・アドレス指定構体

Info

Publication number: JPH06281918A
Application number: JP5226541A
Authority: JP
Inventors: Shii Maatein Pooru; ポール・シー・マーティン; Esu Buzatsuku Toomasu; トーマス・エス・ブザック
Original assignee: Sony Tektronix Corp
Current assignee: Tektronix Japan Ltd
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1993-08-19
Publication date: 1994-10-07
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: JP2794151B2

Abstract

(57)【要約】【構成】溝は底面にデータ・ストローブ電極と、デー
タ・ストローブ電極より幅の広い基準電極を有する。溝
内にはイオン化可能なガスが充填され、ストローブ電極
にストローブ・パルスを選択的に供給することで、溝内
のイオン化可能なガスがイオン化され、溝を覆うように
形成されたデータ素子と基準電極とを電気的に接続す
る。【効果】基準電極の幅が広げられているので、溝内に
充填されたイオン化可能なガスのイオン化が容易で、溝
の深さを浅くすることができ、生産性が高く、視野角の
広いプラズマ・アドレス指定構体を提供することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、溝内に含まれるガスを
選択的にイオン化してデータ素子をアドレス指定するア
ノード及びカソードを有するプラズマ・アドレス指定構
体に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】プラズ
マ・アドレス指定構体は、データ記憶素子、ビデオカメ
ラ及びフラット・パネル液晶表示装置等を含む、色々な
応用装置に用いられる。そのようなアドレス指定構体の
１つが、米国特許第４，８９６，１４９号（イオン化可
能なガス媒体を用いたアドレス指定構体）に開示されて
いる。このアドレス指定構体の実施例は、表示スクリー
ンを横切って延びる複数の平行な溝の中に充填されてい
るイオン化可能なガスを開示している。その各々の溝の
内のガスが選択的にイオン化され、溝に沿って並べられ
た表示素子（データ素子）の行をアドレス指定する。ガ
スは、溝の長手方向に沿って延びている基準電位電極す
なわちアノード及び、データ・ストローブ電極すなわち
カソードを有するガス・イオン化構体によりイオン化さ
れる。

【０００３】溝内のガスがイオン化されている間、溝の
配列と直交して並んでいる複数のデータ・ライン上のア
ドレス指定された表示素子にデータ信号が伝送される。
液晶材料はデータ信号に応答して表示画像を形成する。

【０００４】図３は従来のアドレス指定構体の部分断面
立体図である。ガラス基板１０内には、イオン化可能な
ガスを収容するための複数の平行な溝１２が形成され
る。各々の溝１２は、一般に半円状の断面形状、及び基
板１０の上面１６から測定した深さ１４を有する。隣合
った溝１２は、複数の支持構体２２を形成する側壁２０
により隔てられる。上面１６は液晶材料及び他の構成部
品（図示せず）を支持する。

【０００５】ストローブ行電極すなわちカソード３０及
び接地基準電位電極すなわちアノード３２は、各々の溝
１２の底面３４上に配置される。カソード３０及びアノ
ード３２は比較的薄くて細長い金属であり、底面３４の
約３５％より小さい範囲、又は溝１２内の内面の約２５
％を覆っている。各々のカソード３０は、対応するデー
タ・ストローブ回路３８の増幅器から行ストローブ信号
を受け、溝１２内に含まれるガスを選択的にイオン化す
る。

【０００６】溝１２は約０．１５２ｍｍの比較的大きな
深さ１４を有し、それは溝１２の幅４０の約１／３であ
る。カソード３０及びアノード３２以外の溝１２の全て
の内面は非導電性であり、ガスのイオン化を抑える傾向
がある。しかし、溝１２の比較的大きな深さ１４がそれ
に応じた多量のガスを収容するので、非導電性の内面に
よるイオン化を抑える傾向を克服する。具体的には、ガ
スの量は溝寸法の３乗として増加し、溝の内面の面積は
溝寸法の２乗として増加する。故に、溝寸法の増加によ
る溝の内面の面積の増加は、ガスの量の増加より小さい
ので、溝の内面によってイオン化が抑えられる効果を多
量のガスが克服する傾向にある。

【０００７】溝１２の深さ１４を深くすると、基板１０
を許容可能な歩留まりで製造することが比較的に難し
い。さらに、半円状断面の深い溝１２は、比較的広い底
部４２を有する支持構体２２を形成する。表示システム
において、このような支持構体２２は、表示スクリーン
上に形成された画像ラインの間に比較的幅の広い黒い帯
を形成してしまう。また、表示画像を見ることのできる
視野角も減少してしまう。

【０００８】よって本発明の目的は、ガスが充填された
溝が比較的浅くても、溝内に含まれたイオン化可能なガ
スのイオン化が容易で、生産性が良く、広い視野角を持
ったプラズマ・アドレス指定構体を提供することであ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段及び作用】プラズマ・アド
レス指定構体は、表示スクリーンを横切って延びている
複数の平行な溝内に封入されたイオン化可能なガスを有
している。各々の溝内のガスを選択的にイオン化して溝
と共に並べられた表示素子をアドレス指定する。

【００１０】ガスは、基準電極すなわちアノード及び、
データ・ストローブ電極すなわちカソードを有するイオ
ン化構体によってイオン化される。カソード及びアノー
ドは各溝に沿って延びていて、カソードに伝えられる信
号に従ってガスのイオン化を選択的に果たす。

【００１１】各々の溝は、表示スクリーンの視野角特性
及び生産性を向上する浅い溝を有する。各々の溝内のア
ノードは、溝の長さ方向に対し直角な方向に広げられた
幅を有し、それにより、溝内に含まれるガスのイオン化
を容易にする比較的大きな導電面領域を溝に与える。大
きな導電面はアノードの広げられた幅により得られ、浅
い溝のガスイオン化特性を抑える働きを減少する。

【００１２】

【実施例】図２はフラット・パネル液晶表示システム５
０を示す図である。フラット・パネル液晶表示システム
５０は、表示面５４を有する表示パネル５２として機能
するアドレス指定構体を有する。公称同一のデータ蓄積
又は表示素子５６の長方形平面配列は、垂直方向には５
８ａ及び水平方向５８ｂに所定の間隔で互いに離間され
ている。

【００１３】配列内の各々の表示素子５６は、垂直列に
配列された薄く細い電極６０と、水平行に配列された溝
６２ａとの重なった部分を表している。（電極６０を以
下列電極と呼ぶ。）各々の溝６２ａと整列された表示素
子５６の行は、表示データの１ラインを表す。

【００１４】図１は本発明のアドレス指定構体の部分断
面立体図である。図２及び図１を共に参照すると、列電
極６０及び溝６２ａの幅は長方形である表示素子５６の
寸法を決定する。後述するように、列電極６０は、非導
電性で光透過性の第１基板６４の主面に被着され、溝６
２ａは非導電性で光透過性の第２基板６６の主面に形成
される。

【００１５】ネマチック液晶のような電気光学材料層６
８は、第１基板６４及び第２基板６６の間に挟み込まれ
る。直視型又は投射型の反射型表示装置のようなシステ
ムでは、いずれか一方の基板が光透過性であればよいこ
とは当業者には理解されるであろう。

【００１６】列電極６０は、データ・ドライバすなわち
駆動手段７２の複数の増幅器７０の各々によって、平行
出力導体７０’に発生されたアナログ電圧のデータ駆動
信号を受け、溝６２ａは、ストローブ回路すなわちスト
ローブ手段７６の複数の増幅器７４の各々によって、平
行出力導体７４’に発生された電圧パルスのデータ・ス
トローブ信号を受ける。表示面５４の略全ての領域に画
像を合成するために、表示システム５０は、表示パネル
５２の表示素子５６の全ての列が行走査形式で行毎にア
ドレス指定されるようデータ・ドライバ７２及びストロ
ーブ回路７６の機能を調整する走査制御回路８０を用い
る。

【００１７】表示パネル５２は、電気光学材料層６８
と、ガラス、雲母又はプラスチックのような薄い誘電体
材料層９６とによって隔てられた、通常は平行な電極構
体９０及び９２ａを含んでいる。電極構体９０は第１基
板６４を備え、これの上に酸化インジウム錫の膜による
列電極６０が、内面上に設けられている。これらは光学
的に透明であり、ストリップ・パターンを形成してい
る。隣接する列電極６０は、間隔１０２だけ離間され、
この間隔により行上の隣接する表示素子５６間の水平間
隔が決まる。

【００１８】電極構体９２ａは、第２基板６６を備え、
その内面１０４には列電極６０と直交して並べられた複
数の溝６２ａが形成されている。溝６２ａは、上面１０
４を光化学エッチングして、図１に示すような半円形状
断面に形成する。図４、図５及び図６は、本発明による
アドレス指定構体の溝形状の他の実施例である。溝６２
ｂは、上面１０４を光化学エッチングして半楕円断面形
状に形成する。溝６２ｃ及び溝６２ｄは、細長いグラス
ファイバ１０６を内面に接着することで、グラスファイ
バ１０６間に形成される。図４、図５および図６では、
類似した構造部分には同一の参照番号を符し、夫々の番
号の後ろにはａ、ｂ、ｃ及びｄを付けている。本実施例
では説明の簡略化のために、溝６２ａを引用して説明す
る。

【００１９】溝６２ａは、その長手方向に沿って１対の
側壁１１０ａ及び、底面１１６ａ上に設けられた１対の
電極１１２ａ及び１１４ａを有する。側壁１１０ａは底
面１１６ａから延びて、半円形状で深さ１１８ａの溝６
２ａを形成する。隣合う溝６２ａ間の側壁１１０ａは、
誘電体材料層９６を支持する上面１０４を有する複数の
支持構体１２０ａを形成する。隣接する溝６２ａは、各
支持構体１２０ａの頂部の幅１２４ａだけ相互に離間さ
れている。頂部の幅１２４ａは、隣接した表示素子６０
の列方向の間隔を決定する。列電極６０及び溝６２ａの
重なった領域が、表示素子５６の寸法を決定し、それは
図１において点線で囲まれた部分である。

【００２０】溝６２ａの電極１１２ａは本発明に従った
広げられた幅１３０ａを持ち、それらは図に示されるよ
うに接地電位に固定できる共通の基準電位に接続され
る。溝６２ａの電極１１４ａは、データ・ストローブ回
路７６の各々異なった増幅器７４（図１では３つのみを
示す。）に接続される。（以下、電極１１２ａ及び１１
４ａは、夫々基準電極１１２ａ及び行電極１１４ａと呼
ぶ。）基準電極１１２ａ及び行電極１１４ａは、夫々基
準電位及びデータ・ストローブ回路の出力７４’に、好
適には表示パネルの対向した側部で接続される。

【００２１】各々の溝６２ａは、イオン化可能なガスで
満たされる。好適なガスの１つとしてヘリウムがある。
溝６２ａと位置合わせされた表示素子５６をアドレス指
定するには溝６２ａと共に並べられ、溝６２ａ内のガス
は、ガスをイオン化する構造、すなわちアノードとして
動作している基準電極１１２ａ及びカソードとして動作
している行電極１１４ａを含む配列１３２ａによって選
択的にイオン化される。

【００２２】基準電極１１２ａの広げられた幅１３０ａ
は、各々の溝６２ａに比較的大きな導電面領域を与え、
それが溝６２ａに含まれるガスのイオン化を容易にす
る。大きな導電面領域は、基準電極１１２ａの広げられ
た幅１３０ａにより与えられ、側壁１１０ａ及び誘電体
材料層９６の非導電性によるガスのイオン化を抑制する
働きを抑え、故にガスのイオン化が保たれる。

【００２３】広げられた幅１３０ａを有する基準電極１
１２ａ及び行電極１１４ａは、底面１１６ａの少なくと
も７０％の部分を覆い、それによって溝６２ａの内面
（誘電体材料層９６の面を含む）の約３５％を覆う。こ
の比較的大きな導電面は比較的少量のガスのイオン化を
保つようにする。従って、各々の溝６２ａは、約０．０
５ｍｍから０．１０ｍｍの比較的浅い深さに形成され、
溝６２ａの形成を容易にすると共に、広い視野角を与え
る。

【００２４】図５及び図６は、夫々１つ及び２つのチャ
ンネル内に形成された基準電極１１２ｃ及び１１２ｄを
示している。基準電極１１２ｃをユニチャンネル電極と
呼び、電極１１２ｄをバイチャンネル電極と呼ぶ。基準
電極１１２ｃは、各々の溝内に、別々の基準電極が含ま
れるという点で、電極１１２ａ及び１１２ｂに類似して
いる。基準電極１１２ｄは、ファイバー１０６が内面１
０４に接着される前に設けられる。結果として、溝６２
ｄでは、溝６２ａ、６２ｂ及び６２ｃが必要とする基準
電極の半数を形成すればよい。図６に示すように、行電
極１１４ｄは、バイチャンネル電極として形成してもよ
い。

【００２５】表示装置又はメモリ・システムの正しい動
作を確実するには、溝内に含まれるガスに不必要なイオ
ン化状態が発生しないようにすることが重要である。電
極構体１００における、選択されていない溝内に含まれ
るガスの不必要なイオン化を防ぐには、次の３つの条件
を満たさなければならない。

【００２６】第１には、どの溝のガスも、走査シーケン
スにおける適当な期間のみイオン化できることである。
この条件に関係するのは、溝電極上の不適当な電圧の存
在によって選択されていない溝内のガスがイオン化する
のを防ぐことのみではなく、選択されていない溝におけ
る蓄積されたチャージによる不要なイオン化を防ぐこと
も関係する。

【００２７】第２には、全ての電極に関連して、各々の
溝電極に印加される電極駆動信号のデューティーサイク
ルは小さく、駆動される全ての電極に関して略一定でな
ければならず、電極駆動信号は溝内のガスのイオン化の
終了で接地電位に戻るのが望ましい。デューティーサイ
クルを小さくする理由は、略一定のデューティーサイク
ルの電極駆動信号電圧が溝電極に加えられると、溝電極
が液晶素材に容量性結合するので両端に電圧が蓄積され
る。故に駆動信号が長いデューティーサイクルである
と、蓄積された電圧でクロストークを生じる。重なって
いる、すなわち「浮いている」データ駆動電圧によるク
ロストークを最少にするためには接地電位に戻るのが望
ましい。

【００２８】第３には、ユニチャンネル構成において、
溝電極駆動信号電圧は、好適には駆動電極構体に用いら
れた電圧と同じか又はそれ以下であることが望ましい。
この条件は、一般に利用できる駆動回路の電圧を制約す
る。

【００２９】図７は、図６のバイチャンネル電極構造の
行走査動作を行うために、溝内に含まれるガスを選択的
にイオン化する駆動信号間のタイミング及び電圧レベル
の関係を示したタイミング図である。明瞭にするため
に、図７では電圧Ｅ3、Ｅ4、Ｅ5、Ｅ6及びＥ7は、夫々
溝電極３、４、５、６及び７を駆動する電圧である。以
下、バイチャンネル電極構造の４チャンネル部分３、
４、５及び６を説明する。例えば、電極３、５及び７は
基準電極１１２ｄであり、電極４及び６は行電極１１４
ｄである。

【００３０】一般に、各々の出力増幅器は、隣合った電
極に連続して同一の駆動電圧パルスを出力するようにす
る。垂直同期パルスは、フレーム走査すなわち溝の選択
動作によって開始し、垂直同期パルスのＮ番目で各々の
溝の選択動作が終わる。

【００３１】溝３を選択している間、電極３及び４に夫
々印加される電圧Ｅ３及びＥ４間の電位差は３００Ｖで
あり、溝３における電極３及び４の間で充分なガスのイ
オン化を生じる。電極４及び５に夫々印加される電圧Ｅ
４及びＥ５間の電位差、及び電極５及び６に印加される
電圧Ｅ５及びＥ６間の電位差は共に１５０Ｖであり、溝
５及び６内におけるガスのイオン化を発生又は維持する
のには不十分である。電圧Ｅ４は次に選択されるべき溝
（例えば溝４）の電位差を半分の電位差１５０Ｖにし、
次に選択されるべき溝の電位差３００Ｖの緩衝として働
く。溝３の選択の終わり付近で、電極４に加えられるＥ
４信号は−１５０Ｖに増加し、イオン消失時間を短くす
る。

【００３２】溝４を選択している間、電極４に加えられ
るＥ４信号は接地電位に増加し、電極５に加えられるＥ
５信号は−３００Ｖに減少する。その結果電極４及び５
の間には３００Ｖの電位差が発生し、溝４内のガスをイ
オン化する。電極６に加えられるＥ６駆動信号は、この
時−１５０Ｖに減少し次にイオン化されるべき溝（すな
わち溝５）を緩衝する。選択された溝に加えられる信号
は接地電位に戻り、１つ前に選択された溝におけるチャ
ージ電荷による駆動ミスを防ぐ。

【００３３】図７は、この過程が溝Ｎまで継続的に選択
されて続くことを示している。過程は別の垂直同期パル
スをうけて再び始まる。図７は同様に初めの２つの電極
に加えられるＥ１及びＥ２信号及びそのあとに始まる残
りの電極に順番に加わる信号を示している。その理由
は、それらの電極が選択すべき１つの溝に共通で、隣接
した溝はイオン化されないからである。

【００３４】基準電極１１２ａ−１１２ｄは、酸化イン
ジウムの膜のような光学的に透明な素材で形成されるの
が望ましい。そのような素材の導電性は比較的低い。従
って、基準電極１１２ａ−１１２ｄは、夫々幅１３０ａ
−１３０ｄを有するインジウムの酸化物の膜の上に、金
属のような高導電性素材の幅の狭いストリップ１３４
（図５に示す）を電気的に接触させて乗せてもよい。こ
のような素材のストリップは、電極１１２ａ−１１２ｄ
の電流容量を改善する。

【００３５】各々の溝内に含まれるイオン化可能なガス
は、電気的スイッチとして働き、データストローブ回路
７６によって加えられる電圧の働きで、その接点位置は
２値変化する。スイッチは基準電極１１２ａと、電気光
学材料層６８との間に接続される。ストローブ・パルス
が無ければ溝６２ａ内のガスはイオン化されておらず、
非導通状態であり、イオン化可能なガスは開状態のスイ
ッチとして動作している。行電極１１４ａにストローブ
・パルスを加えると、溝６２ａに含まれるガスがイオン
化され導通状態になり、イオン化可能なガスは閉状態の
スイッチとして動作する。

【００３６】さらに詳細には、電極構体９０の下の溝６
２ａ内に含まれるイオン化可能なガスは、誘電体材料層
９６と基準電極１１２ａとの間を電気的に導通にする。
行電極はストローブ・パルスを受けて、溝６２ａ内のプ
ラズマ（すなわちスイッチが閉状態）がプラズマに隣接
した位置の液晶材料の部分に接地電位を与える。それに
より液晶材料が、同時に列電極６０に加えられるアナロ
グ・データ電圧を補捉することができる。導電路として
働いているプラズマを消すと（すなわちスイッチが開状
態）、表示素子の両端のデータ・サンプルが保持され
る。液晶材料層の両端に保持された残存電圧は、次の画
像フィールドにおける新しいラインの電圧が供給される
まで保持される。上述のアドレス指定構体及び技術は、
表示素子５６の全てに略１００％のデューティーサイク
ルの信号を与える。

【００３７】誘電体材料層９６は、溝６２ａ内に含まれ
ているイオン化可能なガスと、電気光学材料層６８との
間の絶縁障壁として働く。誘電体材料層９６がないと、
液晶材料が溝６２ａ内へ流れ込んでしまったり、イオン
化可能なガスが液晶材料を汚染することが起きる。個体
材料又はカプセルに入れられた電気光学材料を採用した
表示装置では誘電体材料層は必要でない。

【００３８】

【発明の効果】本発明のプラズマ・アドレス指定構体
は、基準電極が広げられた幅を有するので、溝内に充填
されたイオン化可能なガスのイオン化が容易で、溝の深
さを浅くすることができ、生産性が良く、視野角の広い
プラズマ・アドレス指定構体を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるプラズマ・アドレス指定構体の一
実施例の部分断面立体図である。

【図２】フラット・パネル液晶表示システム５０を示す
図である。

【図３】従来のプラズマ・アドレス・指定構体の部分断
面立体図である。

【図４】本発明によるプラズマ・アドレス指定構体の他
の実施例の断面図である。

【図５】本発明によるプラズマ・アドレス指定構体の更
に他の実施例の断面図である。

【図６】本発明によるプラズマ・アドレス指定構体の別
の実施例の断面図である。

【図７】電極駆動信号間のタイミング及び電圧レベルを
示す波形図である。

【符号の説明】

５６データ素子（表示素子）６２ａ溝１１２ａ基準電極１１４ａデータ・ストローブ電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】底面上に長手方向に沿って略平行に離間
して形成された基準電極及びデータ・ストローブ電極を
有する溝と、上記溝を覆うように形成されたデータ素子と、上記溝内に充填されたイオン化可能なガスとを具え、上記ストローブ電極にストローブ・パルスを選択的に供
給し、対応する上記溝内の上記イオン化可能なガスをイ
オン化して上記基準電極及びデータ素子間を電気的に接
続するプラズマ・アドレス指定構体において、上記基準電極の幅は上記データ・ストローブ電極の幅よ
りも広いことを特徴とするプラズマ・アドレス指定構
体。